EN 13001-3-1:2018 Norma de Segurança de Guindastes
EN 13001-3-1:2018 — Estado limite e verificação de estruturas de aço — adota o método dos estados limites com materiais S235~S355, gammaM0=1.0, gammaM1=1.1, verificação de estabilidade por encurvadura e método das classes de fadiga FAT.
Requisitos técnicos de resistência estrutural
Na verificação da resistência estrutural de aço pelo método dos estados limites, adota-se gammaM0=1.0 para resistência e gammaM1=1.1 para estabilidade. As seções transversais classificam-se em 4 classes: as classes 1 a 3 permitem comportamento plástico; a classe 4 utiliza seção transversal efetiva. Para resistência, sigma≤fy/gammaM0; para estabilidade, sigma≤chi·fy/gammaM1, em que chi é determinado pelas curvas europeias de encurvadura em função da classe da seção e da esbelteza. Na verificação da fadiga pelo método das classes FAT: metal base 160, soldadura retificada 125, soldadura no estado bruto 112, soldadura de canto 100, junta cruciforme 80. O limite é de 2×10⁶ ciclos, com regra de Miner D≤1.0. O sistema é compatível com a ISO 20332, acrescentando a classificação de seções transversais.
Parâmetros de dimensionamento e classificação
A classificação de seções transversais e as curvas de encurvadura correspondentes são elementos distintivos da norma EN. A Kelude Indústrias Pesadas realiza a verificação da resistência estrutural de aço de acordo com o sistema de normas EN ou ISO, conforme os requisitos do cliente.
| Parâmetro | Valor |
|---|---|
| gamma M0 | 1.0(seção transversal Resistência) |
| gamma M1 | 1.1(Estabilidade) |
| classificação de seções | 1~4Classe |
| Curva de Estabilidade | a/b/c/d |
| FATGrau | 160~80MPa |
| FAT | Componente |
|---|---|
| Metal Base160 | Alma |
| Junta de Topo Retificada125 | mesa |
| Condição de Soldagem112 | Alma |
| solda de filete100 | Nervura de reforço |
| Cruz80 | Extremidade da Viga |
O conceito de classificação de seções na EN 13001-3-1 é uma característica central do sistema de normas EN. Quanto menor a relação largura-espessura da seção (Classe 1), maior a capacidade de rotação plástica, permitindo o desenvolvimento pleno da redistribuição de tensões antes da falha estrutural e aumentando a eficiência de carga da estrutura. Quanto maior a relação largura-espessura (Classe 4), maior a suscetibilidade à flambagem local, que pode ocorrer antes de se atingir a tensão de cedência; neste caso, a capacidade de carga deve ser calculada com base na seção transversal efetiva. Assim, embora as seções de parede fina economizem material, a sua eficiência de carga é inferior à das seções de parede espessa. O valor do coeficiente de estabilidade χ depende do tipo de seção (soldada ou laminada), da forma da seção e da esbelteza, seguindo quatro curvas de estabilidade: a, b, c e d. A curva a apresenta o coeficiente de estabilidade mais elevado e é aplicável a seções laminadas com tensão residual mínima; a curva d é aplicável a seções soldadas e seções de mesa larga. Na Kelude Indústrias Pesadas, o projeto de estrutura de aço seleciona criteriosamente a curva de estabilidade correspondente, garantindo a precisão e a economicidade da verificação de estabilidade.
A verificação de estabilidade na EN 13001-3-1:2018 abrange duas categorias: estabilidade global e estabilidade local. A estabilidade global inclui a flambagem por flexão de elementos comprimidos (controlada pela esbelteza), a flambagem lateral por torção de elementos fletidos (controlada pelo espaçamento dos apoios laterais da mesa comprimida da viga principal) e a flambagem por flexão-torção combinada de elementos sob flexão e compressão. A estabilidade local inclui a flambagem da alma sob tensões de flexão e corte (controlada pela disposição e espaçamento dos reforços) e a flambagem da mesa sob tensões de compressão (controlada pela relação largura-espessura). Cada tipo de flambagem deve ser prevenido através das respetivas fórmulas de verificação e medidas construtivas.
Perguntas Frequentes
P: Quais os critérios de classificação das seções das classes 1 a 4 e o seu significado para o projeto?
R: As seções são classificadas em 4 classes de acordo com a relação largura-espessura dos elementos. Classe 1 (plástica): permite o desenvolvimento total da rótula plástica, sendo utilizada em projeto plástico. Classe 2 (compacta): desenvolve plasticidade, mas sem formação de rótula plástica completa. Classe 3 (semicompacta): a tensão de cedência é atingida no bordo, mas a flambagem local ocorre após a cedência. Classe 4 (esbelta): a flambagem local ocorre antes da cedência, devendo a capacidade de carga ser calculada com base na seção transversal efetiva. O objetivo da classificação é considerar com precisão o efeito de redução da flambagem local na capacidade de carga da seção.
P: Como selecionar as curvas de estabilidade europeias a/b/c/d?
R: A curva a apresenta o coeficiente de estabilidade mais elevado e é aplicável a seções laminadas a quente com tensão residual mínima. A curva b é aplicável a seções laminadas e soldadas de dimensões médias (com cordão de solda na mesa). A curva c é aplicável a seções soldadas com cordão de solda na face exterior da mesa ou com espessura de chapa ≥ 40 mm. A curva d é aplicável a seções soldadas de mesa larga, apresentando o coeficiente de estabilidade mais baixo. A seleção correta é essencial para a precisão da verificação de estabilidade.
P: Qual a relação entre a verificação à fadiga da EN 13001-3-1 e a ISO 24038?
R: O conteúdo técnico é idêntico, utilizando ambos o método das classes FAT e o dano acumulado de Miner D=∑ni/Ni≤1.0. Classes FAT: material base 160 / soldadura de topo retificada 125 / estado de soldadura 112 / solda de filete 100 / cruz 80. A EN acrescenta o coeficiente de nível de segurança γf=1.0 (geral) / 1.1 (importante).
P: A Kelude Indústrias Pesadas adota a EN ou a ISO no projeto de estrutura de aço?
R: A Kelude Indústrias Pesadas seleciona a EN 13001-3-1 ou a ISO 20332 de acordo com a regulamentação do cliente e o contrato. O conteúdo técnico dos dois sistemas é idêntico, sendo que a EN acrescenta a classificação de seções e as curvas de estabilidade europeias. A equipa da Kelude Indústrias Pesadas domina ambos os sistemas de normas, garantindo a seleção adequada e a execução rigorosa conforme as necessidades.
